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Cu催化劑是重要的甲醇蒸汽重整催化材料，但是人們對于Cu催化劑的活性中心位點和催化反應機理并不清楚。

有鑒于此，浙江大學肖豐收、北京化工大學衛敏、張建、楊宇森等制備含有無定性Al₂O₃穩定Cu₂O和Cu納米粒子的Cu/Cu(Al)Ox催化劑，該催化劑能夠形成Cu⁰-Cu⁺位點。研究發現這種Cu⁰-Cu⁺催化位點有助于甲醇蒸汽重整催化反應中切斷C-H化學鍵。

主要內容：

（1）

優化的催化劑在240 ℃進行甲醇蒸汽重整催化，制氫性能達到110.8 μmol s^-1 g_cat^-1，催化穩定時間達到300 h。通過反應動力學研究，給出CH₃OH反應速率和催化劑表面Cu⁰與Cu⁺濃度之間的關系。

（2）

通過原位光譜表征和理論計算，得到催化劑的本征催化活性位點。發現吸附在Cu⁰-Cu⁺位點的含氧中間體物種（CH₃O*和HCOO*）具有比較適中的吸附強度，而且促進催化劑和表面物種之間的電荷轉移，因此顯著緩解CH₃O*和HCOO*中間體物種切斷C-H化學鍵的能壘。

參考文獻

Hao Meng, Yusen Yang, Tianyao Shen, Zhiming Yin, Lei Wang, Wei Liu, Pan Yin, Zhen Ren, Lirong Zheng, Jian Zhang, Feng-Shou Xiao & Min Wei, Designing Cu⁰?Cu⁺ dual sites for improved C?H bond fracture towards methanol steam reforming. Nat Commun 14, 7980 (2023)

DOI: 10.1038/s41467-023-43679-0

https://www.nature.com/articles/s41467-023-43679-0